地鐵車站站廳公共區無風管設計方案探討

吳 冬

（上海申通軌道交通研究咨詢有限公司，上海 200000）

地鐵車站站廳公共區是人們進入車站乘車的公共空間，車站的裝修效果是人們對車站的第一印象，個性的車站可以讓人眼前一亮。現在越來越多的車站追求裸裝，為了實現裸裝的效果，必須隱藏一些管線，而風管作為公共區最大的管線，必然成為隱藏的重點。

公共區的風管具有空調及通風、排煙功能。國內有學者針對地鐵車站站廳氣流組織，分別從送回風形式、送風角度、送風速度等方面進行了分析探討，隱藏送回風管需考慮到站廳層的氣流組織。根據研究表明，站廳地面2 m 高度處溫度、CO 濃度參數均不會對車站人員疏散造成太大影響，隱藏排煙管需考慮整個站廳層的排煙效果，將煙氣控制在一定高度。

目前，尚未有人研究過車站無風管的具體方案，文章結合工程實際情況為工程師提供隱藏風管的同時又能滿足車站站廳公共區空調、通風、排煙等功能的思路。

1 站廳公共區無風管設計的難點

1.1 站廳層送風的均勻性、舒適性

車站的站廳公共區大都是上千平方米的大空間區域，且地鐵的客流量非常大，尤其是早、晚高峰時段，遠期進出車站的客流量每小時可達到上萬人次。

根據《地鐵設計規范》（GB 50157-2013）的要求，地鐵內部空氣環境應采用通風、空調與供暖系統進行控制，地鐵的通風、空調與供暖系統應保證地鐵內部空氣環境的空氣質量、溫度、濕度、氣流組織、氣流速度、壓力變化和噪聲等均能滿足人員的生理及心理條件要求。

因此，站廳公共區送風系統的均勻性、舒適性是非常有必要的。

1.2 站廳層排煙的必要性

地下車站的站廳和站臺是人員集中區域，無論是站廳或站臺發生火災，還是著火列車進站疏散乘客，為保證站廳在規定時間內人員撤離所需要的環境條件，必須設置可靠的防煙、排煙設施。

根據《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251-2017）要求：排煙口宜設置在頂棚或靠近頂棚的墻面上，且排煙口應設置在儲煙倉內。對于站廳公共區而言，排煙風口必須設置在站廳層頂部的儲煙倉內，排煙管也相應要設置在站廳層上部的空間內。

《地鐵設計防火標準》（GB 51298-2018）和《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251-2017）均要求：防煙分區內任一點至最近排煙口的水平距離不應大于30 m，當室內凈高大于6 m 時，該距離可增加至37.5 m。要想保證站廳的排煙效果，排煙口的間距必須嚴格按照規范要求布置。

綜上所述，站廳公共區的風管有兩類，一類是用于公共區平時空調和通風的風管，另一類是用于火災排煙的風管，站廳公共區的通風空調系統和排煙系統是必不可少的。隱藏風管的同時還必須考慮站廳送風系統的均勻性、舒適性和站廳排煙管風口布置的合理性。

2 站廳公共區無風管設計的解決措施

典型車站站廳層的中間是站廳公共區，公共區的兩側是由地鐵的設備管理用房、環控機房、風井等組成的設備區，車站兩端則是區間的隧道風機房。

對于典型車站的站廳，氣流組織按均勻送、排風設計，目前站廳采用的是“頂送”+“頂回”的風管布置形式，從車站兩端機房由組合式空調箱向公共區送風，再通過回排風機從公共區的回排風管進行回排風。站廳公共區的回排風管一般兼做排煙風管，回排風機和排煙風機獨立設置。

車站站廳公共區要實現無風管化，首先要考慮建筑房間功能的布局合理性，兩端的環控機房與公共區相鄰設置最為合適，這種布置方式可以讓一部分風口設置在公共區的側墻上，減小延伸至公共區管線的尺寸。

對于側墻風口的類型，可以選用球形噴口，球形噴口具有送風距離遠、噪聲小的特點。為了能滿足送風氣流方向在受到外部因素干擾的工況下，需要做相應變化的要求時，可通過人工、電動執行機構或溫度自動感應控制系統隨時對風口轉角進行調節，以適應送風氣流方向的變化。

其次可以利用裝修方案，將風管巧妙地藏匿起來的同時也能保證功能。站廳公共區的離壁墻、通往站臺樓扶梯的四周等位置均可以提供選擇。

3 站廳公共區無風管設計方案

3.1 兩層車站或者兩層拱形車站

將環控機房布置在站廳公共區兩端，可以在側墻上設置3 種風口，分別為送風口、集中回風口和排煙風口。側墻的送風口采用球形噴口，最大化保證送風的輸送距離，通過球形噴口的選型可知，噴口可以滿足15 m 范圍內的送風需求。貼側墻的地面處設置站廳層的集中回風口，在側墻靠近頂部的位置設置排煙風口。如圖1 圖所示。

圖1 公共區側墻剖面圖

站廳公共區的長度約為100 m，按照上述布置方案，站廳兩端各15 m 范圍內的區域可以滿足送風均勻性的要求，站廳中部仍有約70 m 長的區域是兩端側墻上的球形噴口無法送到的，為保證人員的舒適性，這塊區域也需要設置均勻送風。

按照無風管的要求，站廳公共區的頂部無法布置風管，送風的管線只能沿地面設置。對于兩層車站而言，站廳通往站臺的樓扶梯側面是隱藏風管的最佳位置，可以將風管貼地設置在扶梯側面，并在風管頂部開設風口，最后利用裝修將風管包裹，達到風管與樓扶梯渾然一體的效果，隱藏風管的同時也能夠感受到空調的涼爽。

將風管延伸至站廳公共區中部的方案是先將送風管由機房下到站臺層，再通過站臺層的路徑將風管延伸至扶梯的四周。為了滿足站臺層的空調和排煙要求，其本身就需設置送風管和回排風兼排煙管，滿足站臺層要求的風管沿站臺層兩側并貼著屏蔽門布置。站臺層的管線不僅有風管，還有消防水管、動力照明的橋架、弱電橋架等各專業的管線，前往站廳層的送風管只能在站臺層中部的區域布置。

從站臺層上至站廳層的風管，緊沿樓扶梯的周圍貼地設置，在風管的頂部開設百葉風口，并結合裝修在風口處設置防護網。如圖2 所示。

圖2 公共區風管、風口布置圖

站廳層公共區設置了3 組樓扶梯，兩端的樓扶梯由環控機房設置的組合式空調機組進行空調送風，中間的一組樓扶梯與兩端的樓扶梯之間距離有10 m 左右，為滿足人員的舒適度要求，該區域也應設置空調送風。但是站臺層的管線繁多，空間緊張。兩端的組合式空調機組直接由室外引入新風，可以滿足人員新風量的要求，中間部樓扶梯的系統只需制冷送風即可，可在站臺的樓扶梯背部三角用房內設置柜室空調箱，該空調箱僅對站廳中部送風，空調箱的回風設置在站臺層。

從站臺層中部上至站廳層的風管，也緊沿樓扶梯的周圍貼地設置，在風管的頂部開設百葉風口，結合裝修在風口處設置防護網。如圖2 所示。

綜上，站廳層無風管設計方案已完成送風管、回排風管的布置。

站廳公共區兩端側墻上已經開設排煙風口，為滿足“防煙分區內任一點至最近排煙口的水平距離不應大于30 m”和“每個排煙口的排煙量不應大于最大允許排煙量”的要求，站廳公共區中部需增設排煙口。對于站廳公共區旁有附屬的車站，可以利用附屬空間布置排煙管，在結構外墻預留管線的穿孔，排煙管支管通過結構預留的孔洞伸入公共區，再在側墻上開設排煙口。如圖2 所示。

對于站廳公共區旁沒有附屬的車站，在保證人員通行寬度的前提下，增加公共區離壁墻的寬度，利用公共區離壁墻內的空間隱藏布置下排煙風管，排煙風管貼頂設置，在風管的側面開設排煙口，保證排煙距離和排煙口風量的要求。

上述方案即為兩層車站或者兩層拱形車站的無風管設計方案，在實現站廳公共區空調系統均勻送風的同時，也能滿足公共區機械排煙的規范和功能要求。

3.2 三層車站

三層車站設置有設備層，設備層的層高6～7 m，公共區的通風空調機房設置在站廳層和設備層均可，在公共區的側墻上設置球形的噴口送風、貼墻設置集中回風、頂部設置排煙口、離壁墻內設置排煙口、公共區樓扶梯的四周設置落地且由裝修包裹的空調送風口的方案依然可行，原本穿越站臺的風管可以從設備區穿越，依然可以滿足功能需求。

對于兩層車站，站廳公共區離壁墻的位置與站臺對應的是軌行區，公共區的風管無法進入軌行區，但對于三層車站而言，站廳公共區離壁墻的位置與設備區對應的也是離壁墻，該處可以穿行風管，三層車站站廳公共區的送風系統可以有區別于兩層車站的解決方案。

先在站廳層兩端的設備區隔墻上開設球形送風噴口，保證車站兩端送風的均勻性，再在設備層中部貼頂設置站廳公共區的送風管，風管穿越站廳層的底板，沿著站廳的離壁墻內部布置，在風管的側面開設球形送風噴口，可以保證車站中部的送風均勻性。

三層車站的無風管設計方案與兩層車站的無風管設計方案大致相同，只不過多了一種站廳的送風系統在離壁墻內設置的選擇，依然可以滿足各種功能需求和規范要求。

3.3 站廳公共區雙聯拱車站

站廳換乘的車站，結構采用雙聯拱大空間形式以達到視覺上的沖擊感，為了不影響這種視覺效果，隱藏管線更為重要。車站站廳面積超過2000 m2，需要設置防煙分區，雙聯拱中間下垂部門可以作為天然的擋煙垂壁使用，將站廳公共區劃為兩個防煙分區。

經過對比和研究，可以與土建專業配合，充分利用拱形車站的特點，將拱形車站弧底上方的空間利用起來，作為各專業管線穿越的空間。整個站廳共設置4 根送風管和4 根回排風兼排煙管，送風口亦采用球形噴口，回排風兼排煙口采用矩形的單層百葉風口。

雙聯拱形式的車站實現站廳無風管化完全是充分利用其本身的結構空間特點，將管線隱藏于其中，以此來達到各種功能需求和規范要求。

4 結語

通過以上分析，主要結論如下：

對于兩層車站和三層車站，站廳公共區無風管化設計可以利用建筑布局和裝修裝飾，將風管巧妙地藏起來，在管線隱藏的同時亦可滿足規范等要求，送風、回排風及排煙的形式如下：

送風形式：公共區與設備區的側墻開設球形噴口送風、樓扶梯周圍隱藏風管并在風管頂部送風或在離壁墻內隱藏風管并采用球形噴口側面送風。

回排風形式：公共區與設備區的側墻處開設回排風口進行集中回排風。

排煙形式：離壁墻內隱藏風管并側開排煙口排煙或利用公共區附屬來布置排煙管并延伸至公共區內排煙。

對于雙聯拱這種特殊的車站，站廳無風管化設計就得充分利用結構空間，將送風管、回排風管、排煙風管均隱藏布置在結構管廊中，從而滿足整個公共區空間的視覺效果。